Подбор шпонок и проверка прочности шпоночного соединения

Составляем схему редуктора с электродвигателем согласно заданию.

Рис.1 Вертикальный прямозубый цилиндрический редуктор с верхним расположением ведущего вала

1.2 Определяем общий КПД редуктора по формуле [1]:

² [1]

где h - общий КПД привода;

h₁ – КПД цилиндрической передачи;

h₂ – КПД пары подшипников качения;

Численные КПД равны: h₁ = 0,98; h₂ = 0,99.

Подставив численные значения в формулу получим:

1.3 Определяем требуемую мощность электродвигателя:

где Р_р – мощность на валу электродвигателя, кВт;

Р₂ – номинальная мощность на ведомом валу привода, кВт;

h - общий КПД привода.

Подставив численные значения в формулу получим:

Расчет зубчатых колес редуктора

2.1 Выбор материала зубчатых колес.Для шестерни выбираем сталь 45,термическая обработка – улучшенная,твёрдость НВ 230;для колеса – сталь 45,термическая обработка – улучшенная,твердость НВ 200.

Определение допускаемых напряжений.

Допускаемое контактное напряжение рассчитывают для каждого зубчатого колеса передачи по формуле:

где [s_Н] - допускаемое контактное напряжение, МПа;

[S_Н] – коэффициент безопасности;

К_HL – коэффициент долговечности.

Предел выносливости s_Нlim назначаем в зависимости от вида термообработки:

где - среднее значение твердости материала.

Подставим численные значения в формулу получим:

Коэффициент безопасности назначаем в зависимости от вида термообработки (в данной работе – улучшение) и принимаем S_Н1,2 = 1,1.

Коэффициент долговечности K_HL=1

Проектировочный расчёт валов

ВЕДУЩИЙ ВАЛ

3.1 Конструируем и составляем эскиз вала

Рис. 2 - Эскиз ведущего вала

3.2 Определяем диаметр выходного конца вала:

где Т – крутящий момент

- допускаемое напряжение на кручении

= 10……30 МПа, принимаем 25МПа

Для соединения вала редуктора с валом электродвигателя d₁=28,5 мм, принимаем d_B1=30мм, d_Y1=32,d_П1=35мм.

ВЕДОМЫЙ ВАЛ

3.3 Конструируем и составляем эскиз вала:

Рис. 3 – Эскиз ведомого вала

Компоновочный чертеж выполняем на листе формата А1 (594×841 мм) в одной проекции – разрез по осям валов при снятой крышке редуктора; масштаб 1:1; чертить тонкими линиями.

Примерно по середине листа параллельно его стороне проводим горизонтальную линию, затем две вертикальные – оси валов на расстоянии, а_ω=192 мм.

По найденным размерам в пункте №4 оформляем шестерню и колесо, вычерчиваем их в зацеплении.

Вычерчиваем внутреннюю стенку корпуса редуктора приняв зазоры:

а) между торцом шестерни и внутренней стенкой редуктора А=1,2·d=1,2·8=9,6мм. Принимаем А=10 мм.

б) от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки редуктора А=d=8 мм.

Определяющим при конструировании крышки является диаметр отверстия в корпусе под подшипник. Толщину стенки δ, диаметр d и число ζ винтов крепления крышки к корпусу в зависимости от этого параметра принимают по таблице.

6.4 Под крышки на валы устанавливаем манжетное уплотнение Тип1

Размеры ,мм

7.1.4.Намечаем радиальные шарикоподшипники 109: d=45 мм; D=75мм; B=16 мм; C=21,2 кН;

Эквивалентную нагрузку определим по формуле:

Р_э=V∙F_r1∙К_б∙К_т (48)

В которой Р_r1= 683Н; при вращении внутреннего кольца подшипника коэффициент V=1; по таблице 9.19 К_б=1,3; по таблице 9.20. температурный коэффициент К_т=1.

Р_э =683∙1,3∙1∙1≈888Н

7.1.5. Определим расчетную долговечность по формуле (49) млн.об., по формуле (50) часов:

L= ; (49)

L_h= .

После подстановки получим:

L= ≈ 13595млн.об.

L_h= ≈472·10³ (часов)

Расчетная долговечность приемлема.

7.1.7 Определяем изгибающие моменты:

М_х1=0, М_х5=R_y1l₁=233,69·0,070=16,4(H·м),

M_x2=0, M_x5=R_y2l₁=233,69·0,070=16,4(H·м).

M_y1=0, M_y5=-R_x1l₁=-642·0,070=-45,(H·м), M_y2=0.

M_z=F_t1d₁/2=1284·0,080/2=51,36 (H·м).

L_h= ≈ 70·10⁴(часов)

Расчетная долговечность приемлема.

7.2.6Находим изгибающие моменты:

М_х3=0, М_х6=R_y5l₂=233,69·0,070=16,4(H·м), M_x4=0,

M_x6=R_y6l₂=233,69·0,070=16,4(H·м).

M_y3=0, M_y6=-R_x3l₂=-642·0,070=-45(H·м), M_y4=0.

M_z=F_t2d₂/2=1284·0,250/2=160,5 (H·м).

Рис.17– Расчетная схема подшипников ведомого вала

Подбор шпонок и проверка прочности шпоночного соединения

Ведущий вал

На ведущий вал установим одну шпонку для соединения полумуфты с выходным концом ведущего вала.

Рис.18 - Схема шпоночного соединения

По таблице 8.9 [1] (ГОСТ 23360-78) определим основные размеры шпонки: при диаметре выходного конца вала d_в=38мм , отношение ширины, высоты и длины шпонки:

b×h×l=10×8

Проверим шпонки на напряжения смятия по формуле:

где Т-вращающий момент на валу;

d-диаметр вала в сечении, где установлена шпонка;

h-высота шпонки; t₁-глубина паза под шпонку;

l-длина шпонки; b-ширина шпонки;

[σ_см] – максимально допустимое напряжение.

≈ 19,64(МПа)

Учитывая, что [σ_см]=80…100МПа, условие прочности выполнено.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: